Шпуровий заряд

Реферат: Шпуровий заряд, вибурений в гірському масиві в контурах гірничої виробки, включає порожнину шпуру, в якій розміщується заряд вибухової речовини із засобами ініціювання, а також набійку, ізолюючу заряд вибухової речовини від простору виробки. В порожнині шпуру в його торцевій частині розміщений циліндричний обмежувальний елемент з матеріалу з акустичною жорсткістю, величина якої менше акустичної жорсткості гірської породи в контурах гірничої виробки, при цьому довжина обмежувального елемента дорівнює розрахунковій довжині "стакана" - ділянці торцевої частини шпуру, утвореного після обвалення гірської породи при проходці виробки. UA 106211 U (12) UA 106211 U UA 106211 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої промисловості, зокрема для використання при проходці гірничих виробок, яка здійснюється при підземній розробці родовищ корисних копалин. Корисна модель може бути використана при вибуховій проходці гірничих виробок в породах високої та середньої міцності, в тому випадку, коли при обваленні шпурів відбувається утворення "стаканів" - необвалених торцевих частин шпурів. Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним як прототип, є відома конструкція шпурового заряду, яка використовується для обвалення порід при проходці горизонтальних і похилих гірничих виробок (В.Ф. Бизов, П.Й. Федоренко "Вибухові роботи", Бібліотека гірничого інженера, Кривий Ріг, "Мінерал", 2001, С. 180-183). Шпуровий заряд являє собою шпур, в якому розміщується заряд вибухової речовини із засобами ініціювання, а також набійку, ізолюючу заряд вибухової речовини від простору виробки. Недоліком відомого пристрою, є те, що при обваленні шпурів у масиві гірських порід в контурах виробки залишаються "стакани" - порожнини, що залишилися від торцевих частин шпурів. У цих "стаканах" залишається вибухова речовина, яка являє собою потенційну небезпеку для гірничого персоналу і бурового обладнання. Якщо напрямок попередніх шпурів при проходці виробки збігається з напрямком подальших шпурів, то велика ймовірність розміщення працюючого бурового інструмента і, як наслідок, виникнення вибуху, який призводить до травмування бурильника і виходу з ладу бурового обладнання. Наявність "стаканів" може призвести до зісковзування в ньому бурового інструмента, якщо напрямок подальших шпурів близько до просторового положення подальших шпурів, що вибурюють. Особливо велика ймовірність попадання бурового інструмента в "стакан" при забурюванні у особливо міцні породи. Це пояснюється тим, що при забурюванні необхідно певний час, щоб бурова коронка змогла заглибитися в масив для формування порожнини шпуру. У будь-якому випадку, навіть при виконанні продувки шпуру, є ймовірність залишення частини вибухової речовини в порожнині "стакана" і як наслідок, можливість ініціювання вибухової речовини і відповідно травмування бурильника. Задачею корисної моделі є удосконалення конструкції шпурового заряду за рахунок розміщення в його порожнині в торцевій частині обмежувального елемента регламентованої довжини, акустична жорсткість якого нижче акустичної жорсткості гірничої породи, в якій вибурений шпур. Технічний результат від використання корисної моделі досягається за рахунок того, що підвищується рівень безпеки роботи бурильника, попереджається ймовірність виходу з ладу гірничого обладнання. Використання обмежувального елемента дозволяє знизити витрату вибухової речовини при проходці гірничих виробок без зниження якості дроблення гірської маси і порушення контуру виробки. Застосування обмежувального елемента дозволяє знизити час, який витрачається на заряджання вибуховою речовиною шпурів, тим самим прискорити проходку виробок і введення в експлуатацію підземних споруд. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що шпуровий заряд, вибурений в гірському масиві в контурах гірничої виробки, включає порожнину шпуру, в якій розміщується заряд вибухової речовини із засобами ініціювання, а також набійку ізолюючу заряд вибухової речовини від простору виробки. Згідно з корисною моделлю, в порожнині шпуру, в його торцевій частині, розміщений циліндричний обмежувальний елемент з матеріалу з акустичною жорсткістю, величина якої менше акустичної жорсткості гірської породи гірничої виробки, при цьому довжина обмежувального елемента дорівнює розрахунковій довжині "стакана", утвореного після обвалення гірської породи, причому порожнина шпуру перед обмежувальним елементом заповнена вибуховою речовиною із засобами ініціювання, при цьому вибухова речовина ізольована набійкою, яка виконана з можливістю ізоляції вибухової речовини від простору гірничої виробки. Заявлена корисна модель пояснюється вертикальною проекцією схеми шпуру в гірничій виробці з розміщеним в ньому обмежувальним елементом. Заявлена конструкція шпуру для обвалення гірських порід при проходці гірничих виробок включає порожнину шпуру 1, вибуреного в гірській породі в контурах виробки 2, яка проходиться. Всередині порожнини шпуру 1 в його торцевій частині розміщений циліндричний обмежувальний елемент 3, виконаний з матеріалу, акустична жорсткість якого менше акустичної жорсткості гірських порід в яких вибурений шпур 1. Перед обмежувачем 3 1 UA 106211 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 розміщений заряд вибухової речовини 4 із засобами ініціювання, наприклад, у вигляді детонуючого шнура 5. Вибухова речовина 4 ізольована набійкою 6 від простору гірничої виробки. Корисна модель реалізується наступним чином. У торцевій частині гірничої виробки 2, згідно з прийняттям паспорта буро-вибухових робіт, вибурюють комплекти шпурів 1 для обвалення масиву. Довжину шпурів 1, масу вибухової речовини 4 визначають залежно від фізико-механічних властивостей гірських порід, в яких проходиться виробка 2. Крім основних параметрів, визначають емпірично або теоретично параметри "стаканів" утворених після вибуху шпуру 1. Так звані "стакани" являють собою циліндричні порожнини торцевих частин шпурів 1, які утворюються після вибуху і можуть бути частково заповненими вибуховою речовиною, яка не вибухнула. Ці "стакани" являють собою небезпеку тому, що при попаданні в них працюючого бурового інструменту може здетонувати вибухівка, продукти вибуху якої можуть призвести до травмування бурильника і виходу з ладу бурового обладнання. Шпури 1 вибурюють розрахункової довжини. Відповідно до розрахункової довжини шпуру, типу гірських порід і їх фізико-механічних властивостей визначають довжину "стаканів" утворених при обваленні шпуру 1. Після вибурювання шпуру 1 в його донній торцевій частині поміщають циліндричний обмежувач 3 зі щільної деревини або полімерного матеріалу. Можна використовувати будь-який матеріал, що не піддасться руйнівній дії вибуху. Дослідження показали, що висока якість обмежувачів 3 забезпечується, якщо матеріал, з якого він виготовлений, матиме акустичну жорсткість, меншу, ніж акустична жорсткість гірських порід. При застосуванні подібного матеріалу забезпечується незначна деформація торцевої частини обмежувального елемента 3, яка поєднується з ущільненням торцевої частини шпуру 1. Ущільнення торцевої частини шпуру 1 попереджає попадання вибухової речовини в "стакани" при обваленні шпуру 1. Після розміщення обмежувального елемента 3 в шпурі 1, за допомогою зарядної машини подають в нього вибухову речовину 4 в необхідному об'ємі. У вибуховій речовині 4 розміщують ініціюють елементи у вигляді, наприклад, детонуючого шнура 5. Після заповнення вибуховою речовиною порожнини шпуру 1 виконують його набійку 6, ізолюючи від виробки 2. Для прискорення виробництва робіт набійка 6 також виконується за допомогою засобів механізації. Аналогічно виконують спорядження всіх інших шпурів 1. Після спорядження шпурів 1 засоби ініціювання 5 комутуються в робочу магістраль для обвалення вибою. Після виробництва вибуху здійснюють прибирання заваленої гірської маси і очищають вибій від заколів і нависань. Після очищення вибою з утворених після вибуху "стаканів" витягують циліндричні обмежувальні елементи 3. Після витягання обмежувальних елементів "стакани" повністю позбавлені вибухової речовини і не представляють небезпеки для гірського персоналу. Дослідно-промислові випробування показали, що використання циліндричних обмежувальних елементів дозволяє ефективно забезпечити безпеку гірського персоналу при проходці гірських виробок, а також попередити пошкодження бурового інструмента за рахунок того, що повністю відсутня можливість наявності вибухової речовини в "стакані" шпуру після його обвалення. Дослідження показали, що обмежувальні елементи можуть бути виготовлені безпосередньо на гірничодобувних підприємствах в умовах спеціалізованих механічних майстерень, які здійснюють ремонт гірничого обладнання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Шпуровий заряд, що вибурений в гірському масиві в контурах гірничої виробки, включає порожнину шпуру, в якій розміщується заряд вибухової речовини із засобами ініціювання, а також набійку, ізолюючу заряд вибухової речовини від простору виробки, який відрізняється тим, що в порожнині шпуру в його торцевій частині розміщений циліндричний обмежувальний елемент з матеріалу з акустичною жорсткістю, величина якої менше акустичної жорсткості гірської породи в контурах гірничої виробки, при цьому довжина обмежувального елемента дорівнює розрахунковій довжині "стакана" - ділянці торцевої частини шпуру, утвореного після обвалення гірської породи при проходці виробки. 2 UA 106211 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3